Устройство для визуального отображения информации

Авторы патента:

Реферат

Полезная модель относится к электронной технике, в частности к визуализации полноцветных или черно-белых изображений при помощи светодиодных элементов, и может быть использована для визуального отображения информации (например, динамической рекламы).

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции.

Полезная модель реализуется следующим образом. Изготавливают основание и необходимое количество колец разного диаметра. Кольца соединяют, например, с помощью клея так, что ось каждого кольца совпадает с осью основания. Кольца группируют таким образом, чтобы части устройства можно было демонтировать для доступа во внутреннее пространство.

Во внутреннее пространство устанавливают блок управления, проводят кабельные изделия или устанавливают источник питания. Производят соединение светодиодов, установленных на внутренних торцах, с блоком управления.

Описание полезной модели

МПК

H04N 9/12

H04N 9/30

Устройство для визуального отображения информации

Область техники

Уровень техники

Наиболее близким техническим решением (прототип) является устройство для визуального отображения информации, выполненное в форме шара (URL: http://www.neondoska.ru/светодиодные-экраны/светодиодный-экран-шар/, дата обращения 29.08.2014). Устройство состоит из множества панелей, на которых расположены источники света, причем панели выполнены и соединены таким образом, что устройство по своей форме напоминает шар. В качестве источников света используются светодиоды синего, зеленого и красного цветов. Для защиты от влаги и рассеивания света устройство закрыто матовым пластиковым шаром. Матовый пластиковый шар выполняет функцию экрана. Все светодиоды расположены на специальной подложке и соединены с блоком управления. Для представления цвета используется цветовая модель RGB. Блок управления подает сигнал на каждый светодиод. Исходя из полученного сигнала, каждый светодиод излучает свет с разной интенсивностью и при изменении интенсивности светодиодов одного пикселя, меняется цвет этого пикселя. Таким образом формируется цвет каждого пикселя и все изображение в целом.

Недостатком прототипа является сложность конструкции устройства для визуального отображения информации. Это связано с тем, что экран устройства представляет собой пластиковый полый шар, достаточно сложный в изготовлении. Экран состоит из множества изогнутых панелей, при этом панели имеют разные размеры и форму. Требуется высокая точность при изготовлении данных панелей, так как отклонение от требуемой формы и размеров может привести к тому, что соединение панелей будет невозможно. При этом некоторые соединения панелей должны быть выполнены разъемными для доступа во внутреннее пространство (например, для ремонта устройства). При данной конструкции устройства, разъемное соединение может негативно повлиять на качество отображаемого изображения. Кроме того, для расположения светодиодов на подложке необходимо выполнить в подложке множество отверстий для подведения к светодиодам кабельных изделий (согласно ГОСТ 31565-2012 кабельное изделие - изделие (кабель, провод, шнур), отличающееся гибкостью, предназначенное для передачи по нему электрической энергии, электрических и оптических сигналов информации или служащее для изготовления обмоток электрических устройств), что также повышает сложность конструкции устройства.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для визуального отображения информации, содержащем основание, экран, выполненный полым, овальной формы с внешней поверхностью, которая выполнена светорассеивающей, блок управления, источники света, соединенные с блоком управления и расположенные внутри экрана, экран расположен на основании, при этом экран выполнен в виде набора колец с первой поверхностью, второй поверхностью, внутренним торцом и внешним торцом каждое, при этом кольца последовательно соединены друг с другом посредством соответствующих первых поверхностей и вторых поверхностей, а источники света расположены на внутренних торцах колец, причем кольца выполнены из светопропускающего материала.

Краткое описание чертежей

Полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1,2), где на фиг. 1 показан общий вид устройства для визуального отображения информации, на фиг. 2 показано устройство для визуального отображения информации в разрезе.

Раскрытие полезной модели

На чертежах обозначены: кольцо 1, основание 2, внутреннее пространство 3, источник света 4, первая поверхность 5, вторая поверхность 6, блок управления 7, внешний торец 8, внутренний торец 9, экран 10.

Основными элементами устройства являются основание, кольца, а также блок управления и источники света, находящиеся во внутреннем пространстве.

Основание представляет собой пластину в виде диска постоянной толщины. Основание является опорной частью устройства, т.е. оно установлено на поверхность, на которой расположено устройство. Выполнено основание может быть, например, из органического стекла. Кроме того, в основании может быть выполнено отверстие (на фиг. не отображено) для подведения во внутреннее пространство кабельных изделий.

Одними из элементов устройства являются кольца разного диаметра. Под кольцом понимаем пластину в виде диска постоянной толщины с круглым отверстием (отверстие по форме прямого круглого цилиндра, имеющее в сечении, ортогональном оси диска, форму круга), ось диска совпадает с осью отверстия. Кольца могут быть выполнены, например, из органического стекла. Каждое кольцо имеет четыре поверхности: две плоские параллельные друг другу поверхности (первая поверхность и вторая поверхность) и две поверхности, соединяющие первую поверхность и вторую поверхность, при этом перпендикулярные первой поверхности и второй поверхности (внутренний торец и внешний торец). Внутренний торец и внешний торец в сечении, ортогональном оси кольца, имеют, например, форму окружности или овала. Первая поверхность и вторая поверхность выполнены прозрачными. Внутренний торец и внешний торец выполнены светорассеивающими.

Устройство выполнено таким образом, что одно из колец присоединено своей второй поверхностью к основанию. Следующее кольцо присоединено своей второй поверхностью к первой поверхности предыдущего кольца и так далее. Причем оси всех колец совпадают, диаметр колец изменяется таким образом, что устройство по форме напоминает яйцо, а отверстия всех колец образуют внутреннее пространство. Соединение колец может быть, например, клеевым.

Верхнее кольцо (кольцо, расположенное на большем расстоянии от основания, чем все остальные кольца) имеет отверстие меньшего диаметра, чем остальные кольца. Данное отверстие необходимо для вентиляции внутреннего пространства.

На внутренних торцах колец расположены источники света. В качестве источников света используют светодиоды. Каждый светодиод излучает свет определенной длины волны. Иными словами, светодиод изначально излучает конкретный цвет - красный, синий, зеленый. Поэтому для получения иных цветов светодиоды группируются по три (один красный, один синий, один зеленый),четыре (два красных, один синий, один зеленый) или более светодиода и образуют пиксель (пиксель - наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике, или физический элемент матрицы дисплеев, формирующих изображение, представляющий собой объект прямоугольной или круглой формы, характеризуемый определенным цветом, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Пиксель, дата обращения 29.08.2014). Таким образом изображение на каждом внутреннем торце будет состоять из пикселей, расположенных с определенным шагом по строкам и столбцам (матричное расположение).

Для отображения только одно-, двух- или трехцветных изображений светодиоды могут быть не сгруппированы, а расположены по отдельности с определенным шагом. Таким образом каждый пиксель образован одним светодиодом, излучающим свет определенной длины волны.

Все светодиоды соединены с блоком управления (на фиг. блок управления изображен условно, а связи между блоком управления и светодиодами не отображены). Блок управления представляет собой электронное устройство, управляющее интенсивностью излучения каждого светодиода на основании результатов обработки принятых входящих сигналов. Блок управления может быть расположен во внутреннем пространстве устройства. При этом для установки блока управления на некоторых кольцах могут быть выполнены специальные выступы.

Так же в устройстве визуального отображения информации может быть установлен источник питания, соединенный с блоком управления. При этом источник питания и блок управления могут быть размещены как во внутреннем пространстве устройства, так и за пределами внутреннего пространства, например, установлены рядом с устройством визуального отображения информации.

Осуществление полезной модели

Полезная модель реализуется следующим образом. Изготавливают основание и необходимое количество колец. Одно кольцо подносят второй поверхностью к основанию и производят соединение основания и кольца, таким образом, чтобы ось кольца совпадала с осью основания (например, склеивают, при этом только часть второй поверхности соприкасается с основанием, так как радиус основания меньше радиуса данного кольца). Следующее кольцо подносят второй поверхностью к первой поверхности предыдущего кольца и производят соединение колец описанным выше образом и т.д.

Кольца группируют таким образом, чтобы части устройства можно было демонтировать для доступа во внутреннее пространство. То есть устройство как бы «делят» на несколько секций (например, на три - нижняя секция, верхняя секция и средняя секция), при этом кольца одной секции жестко соединены между собой, а секции соединены между собой с обеспечением возможности демонтажа каждой из секций.

Далее на внутренние торцы колец устанавливают светодиоды. В случае использования устройства для визуального отображения многоцветного изображения, светодиоды группируют по три (или более). В случае использования устройства для визуального отображения одно-, двух- или трехцветного изображения, светодиоды не группируют, а располагают по отдельности с определенным шагом. В обоих случаях шаг расположения светодиодов зависит от требуемого для визуального отображения информации оптического разрешения устройства, диаграммы направленности излучения используемых светодиодов, диаметра используемых светодиодов и т.д.

Нижнюю секцию (нижняя секция включает в себя основание и несколько следующих колец) устанавливают на поверхность. Во внутреннее пространство устанавливают блок управления, проводят кабельные изделия или устанавливают источник питания. Производят соединение светодиодов, установленных на внутренних торцах колец нижней секции, с блоком управления. На нижнюю секцию устанавливают среднюю секцию. Производят соединение светодиодов, установленных на внутренних торцах колец средней и верхней секции, с блоком управления. На среднюю секцию устанавливают верхнюю секцию.

После включения устройства изображение формируется следующим образом. Блок управления анализирует входящий сигнал (например, изображение). Если в качестве входящего сигнала поступило векторное изображение, блок управления преобразует его в растровое. Далее блок питания анализирует цвет каждого пикселя растрового изображения. Для представления этого цвета используется аддитивная цветовая модель RGB. Блок управления подает сигнал на каждый светодиод. Исходя из полученного сигнала, каждый светодиод излучает свет с разной интенсивностью и при изменении интенсивности светодиодов одного пикселя, меняется цвет этого пикселя. Таким образом формируется цвет каждого пикселя и все изображение в целом.

Кроме того, в устройстве обеспечена возможность воспроизведения динамической информации (видео), за счет отображения неподвижных изображений (кадров), сменяющих друг друга с большой скоростью и создающих эффект движения отображаемых объектов. За счет большой скорости смены кадров и инерции зрения человека (инерция зрения - физиологическое явление, заключающееся в отставании возникновения и исчезновения зрительного ощущения от воздействия светового раздражителя; проявляется наличием латентного периода, возникновением последовательных образов, слиянием световых мельканий и т. п., URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/medic2/18852, дата обращения: 08.09.2014), человек воспринимает информацию не как отдельные неподвижные кадры, а как единую динамическую информацию.

Таким образом устройство для визуального отображения информации обеспечивает возможность корректного представления статической и динамической информации (например, полноцветных изображений, видеороликов). При этом, устройство имеет сравнительно несложную конструкцию. Элементы экрана (кольца) имеют одинаковую форму и просты в изготовлении. При изготовлении колец не требуется высокая точность, так как при сравнительно небольшом отклонении от заданных размеров, качество изображения (или другие технические характеристики устройства) не ухудшатся. Особым образом выполненное соединение колец между собой обеспечивает доступ во внутренне пространство для технического обслуживания устройства. Кроме того, за счет того, что устройство имеет угол обзора 360° и за счет особой формы выполнения устройства, обеспечивается более реалистичное отображение визуальной информации и создается эффект объемного изображения.

Устройство для визуального отображения информации, содержащее основание, экран, выполненный полым, овальной формы с внешней поверхностью, которая выполнена светорассеивающей, блок управления, источники света, соединенные с блоком управления и расположенные внутри экрана, причем экран расположен на основании, отличающееся тем, что экран выполнен в виде набора колец с первой поверхностью, второй поверхностью, внутренним торцом и внешним торцом каждое, при этом кольца последовательно соединены друг с другом посредством соответствующих первых поверхностей и вторых поверхностей, а источники света расположены на внутренних торцах колец, причем кольца выполнены из светопропускающего материала.

РИСУНКИ